【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】上個月的2016IDF大會上，英特爾終于向外界推出了Realsense技術(shù)的SDK和機器人開發(fā)工具包以及無人機平臺。搭載Realsense的3D攝像頭能夠幫助機器實現(xiàn)查看環(huán)境物體“深度”信息，通俗點講，只需一個手勢、一個眼神或者一個動作，電腦就知道你想做什么。　　看似很酷炫的技術(shù)，實際上并沒有外界想得那么高大上。
　　
　　Realsense之所以能夠識別物體的深度信息，關(guān)鍵在于其具備三維重建功能。而能與Realsense齊名甚至是比Realsense更好的產(chǎn)品比比皆是，我們所知道的無人機、機器人以及無人駕駛汽車當(dāng)中的壁障或路徑規(guī)劃等功能都基于三維重建技術(shù)。
　　
　　說到這里你也許會認(rèn)為這些產(chǎn)品的技術(shù)原理并無差異，那么事實真是如此嗎？
　　
　　隨著三維重建的技術(shù)方案在不斷成熟，其方案也是層出不窮。目前，業(yè)界主流的方案就有視覺和激光雷達兩大類，例如Realsense和Leapmotion以及Kinect就是用視覺方法來實現(xiàn)環(huán)境感知功能，而激光雷達則是無人駕駛和掃地機器人等領(lǐng)域的核心一環(huán)。那么為什么出現(xiàn)多種方案呢？它們到底有什么差異？
　　
　　單目/雙目視覺
　　
　　這種技術(shù)是利用攝像頭來獲取象物體表面信息，根據(jù)攝像頭的數(shù)量，我們可以分為單目視覺和雙目視覺。
　　
　　談到三維重建技術(shù)，早可以追溯到上世紀(jì)60年代，當(dāng)時的研究人員已經(jīng)展開了雙目視覺的研究，正是因為雙目立體視覺的出現(xiàn)，業(yè)界才向現(xiàn)代計算機視覺技術(shù)邁進了一大步，從以往二維圖像的分析導(dǎo)入到了三維場景，說雙目視覺技術(shù)是三維重建的鼻祖并不為過。
　　
　　其原理比較簡單，雙目視覺設(shè)備直接通過兩個紅外傳感器/攝像頭從不同角度同時獲得被測物的兩幅數(shù)字圖像，然后基于視差原理恢復(fù)出物體的三維幾何信息，重建物體三維輪廓及位置，這種沒有主動發(fā)射光源的也被叫做被動三維視覺。
　　
　　然而，在有兩個攝像頭的情況下如何甄別是否是同一個信息點是一個難題，這對軟件算法提出了很高的要求。在這樣的背景下，單目視覺問世了。
　　
　　單目視覺，顧名思義，只用一個攝像頭來接收信息，因為比雙目視覺系統(tǒng)少了一個接收端，所以在攝像頭的另一側(cè)需要一個結(jié)構(gòu)光發(fā)射光源來填補空缺，相應(yīng)的我們可以稱之為主動視覺。英特爾Realsense是典型的單目攝像頭 結(jié)構(gòu)光的代表。因為結(jié)構(gòu)光發(fā)射的是一個已知的圖案，僅有的攝像頭接收到了經(jīng)過物體表面反射的圖案之后，就可以經(jīng)過圖像處理計算出和原始圖案的差異，后就實現(xiàn)了三維重構(gòu)。
　　
　　使用視覺方法做三維重構(gòu)的短板很明顯，單目和雙目魯棒性都很差，這種系統(tǒng)的精度會隨著周圍環(huán)境的變化而受到影響，我們分別以雙目和單目視覺舉個例子：目前好的雙目視覺方案精度可以做到幾毫米甚至是零點幾毫米，但這是在佳環(huán)境下的數(shù)值，當(dāng)外界光線由強變?nèi)鯐r，雙目視覺的精度會大打折扣，因為雙目攝像頭感知圖像的能力會變?nèi)?，獲取的圖案也自然而然變得越來越模糊，這與手機攝像頭的拍攝原理類似。
　　
　　而單目視覺恰恰相反，結(jié)構(gòu)光的硬傷是“見光死”，它只適合光線較暗的環(huán)境，如果周圍的光線很強，攝像頭就很難準(zhǔn)確的識別亮點，所以結(jié)構(gòu)光法到了室外就顯得有些水土不服了。